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Genética Tecnologia Química

A Genética Tecnologia Química atua no amplo estudo e pesquisa das reações químicas tradicionais e seus efeitos quando aplicadas no tratamento de efluentes, visando a criação de produtos que melhorem estes processos em termos de eficiência, biodegradabilidade e segurança. Este princípio denomina-se química verde, tornando-a aliada do meio ambiente.

SOLUÇÕES QUÍMICAS - Química Verde

•Antiespumante biodegradável
•Estudos de tratabilidade de efluentes
•Estudo de tratabilidade através de nanotecnologia
•FENTON - Reação oxidativa para redução de DBO
•OXIGÊNIO NASCENTE - Reação oxidativa para redução de compostos orgânicos

Algumas soluções químicas

Química Verde - P&D

Genética Tecnologias Ambientais: Engenharia Ambiental, Energias Renováveis, Tecnologias Biológicas, Químicas e Analíticas Novo Conteúdo 34 A química verde é uma linha de pensamento que tem se difundido cada vez mais com o objetivo...

A química verde é uma linha de pensamento que tem se difundido cada vez mais com o objetivo de tornar a química aliada ao meio ambiente. Se baseia em passos que visam à melhora dos processos químicos, tais como:

  • Eficiência;
  • Produtos seguros;
  • Fontes renováveis;
  • Biodegradáveis.

Com a restrição cada vez maior dos parâmetros de lançamento dos efluentes (DBO de lançamento menor que 2 mg/L), em muitos casos é necessário aplicar um processo de oxidação química para polimento depois do processo biológico, eliminando estes resquícios de DBO, por exemplo.

Outro caso é o desenvolvimento de produtos para controle de reações indesejáveis dentro do sistema biológico sem riscos para as bactérias presentes, como por exemplo, um antiespumante específico.

Clique no menu ao lado e veja o que podemos oferecer nesta linha.

Antiespumante biológico

Antiespumante: Genética G7

O grande desafio é eliminar o efeito da espuma que acomete reatores e lagoas nas operações de tratamento de efluentes sem ocasionar efeitos negativos ao processo biológico.

A Genética Group, por ser profunda conhecedora de fermentações microbiológicas, desenvolveu inicialmente para seu próprio uso uma linha de antiespumantes para controlar espumas nas suas fermentações. Devido à grande demanda e dificuldade de encontrar produtos com os mesmos benefícios no mercado, a Genética Group por fim, resolveu comercializar este produto específico.

Antiespumante Genética G7: ação duradoura contra espumas.

Veja abaixo casos aplicados:

Estudos de tratabilidade de efluentes

Este é um dos estudos de maior sucesso e demanda do Grupo Genética.

De forma simples e direta analisamos:

- Máxima digestão anaeróbia de DQO e DBO do efluente em teste;
- Máxima digestão aeróbia de DQO, DBO, Nitrogênio e Fósforo do efluente em teste;
- Melhor reação físico-química do efluente em teste;
- Toxicidade a componentes do efluente.

De posse destes resultados é possível:

- Reduzir consumo de energia e produtos químicos;
- Comparar o máximo de conversão para o efluente e a condição do sistema atual em operação;
- Alterar com confiança os parâmetros de operação para acréscimo de eficiência de sistemas em operação;
- Utilizar o estudo para projetar ETEs com segurança, minimizando os erros;
- Descobrir possíveis toxicidades que prejudicam a boa performance da ETE e atuar na causa.

Exemplo de teste de tratabilidade e sua avaliação

Parâmetros de ensaio: Efluente bruto

◦ Volume de amostra utilizado: 600ml;
◦ DQO da amostra: 6.500 mg∙Lˉ¹;
◦ Eficiência da remoção: 95%;
◦ 0,527 m³biogás∙kgDQOrem-1;
◦ Gravimetria
  - ST= 6.900 mg∙Lˉ¹;
  - SVT= 4.692 mg∙Lˉ¹;
  - SFT= 2.208 mg∙Lˉ¹;
  - Relação entre sólidos voláteis por                 matéria   seca = 0,68;
◦ F/M= 0,453.

 


[ ] CH4 (%) [ ] CO2 (%) [ ] O2 (%) [ ] Bal. (%) [ ] CO (ppm) [ ] H2S (ppm) [ ] H2 (ppm)
Step 1 54,5 28,4 1,5 15,7 7 >500 7
Step 2 73,7 19,0 1,3 6,0 5 234 5
Step 3 77,8 9,2 8,8 4,2 2 3 0

Planilha de avaliação dos resultados apresentados acima. 

- F/M= 0,453. O recomendado para este efluente é trabalhar com F/M de 0,15.

- Considerando a vazão de 600 m³?dia-1 x 24 dias (R$ 45,00 m³ de lenha) pode-se gerar economia e R$ 11.393,18 por mês em lenha com o aproveitamento do biogás.

Estudo de tratabilidade através de nanotecnologia

Na área de Nanotecnologia, nossa especialidade é realizar ensaios com nanocompostos sintetizados para efluentes de indústria têxtil, petroquímica ou qualquer outro resíduo que seja constituído de compostos aromáticos e, em especial fenólicos. 

Buscamos alternativas menos impactantes

Nossa equipe de Pesquisa e Desenvolvimento vem buscando, nos últimos anos, o desenvolvimento de novas tecnologias que proporcionam uma solução perante impactos ambientais. O foco envolve um âmbito avançado de tecnologias para a degradação/remoção de resíduos orgânicos e inorgânicos de forma eficiente. Estas tecnologias estão relacionadas à redução de fatores que agridem o meio ambiente e aplicadas em sistemas de tratamento de efluentes industriais de elevada complexidade tóxica. 

FENTON – Reação oxidativa para redução de DBO

Processos convencionais de tratamento de efluentes como sistemas anaeróbios e aeróbios, nem sempre são suficientes para degradar os contaminantes orgânicos tóxicos persistentes e/ou de difícil degradabilidade. Diante deste problema, a Genética Group estuda, nestes casos, a possibilidade de aplicação da reação Fenton. 

Quer saber mais sobre?

A Reação Fenton que gera o Radical Hidrolixa, possui maior potencial oxidativo que o próprio ozônio, segue a reação:
 

(1) Fe2+ + H2O2→ Fe+ + •OH + OH-

Oxidante Potencial (V)
Flúor 3,03
Radical Hidroxila 2,80
Oxigênio Atômico 2,42
Ozônio 2,07
Peróxido de hidrogênio 1,77
Permanganato 1,67
Ácido Hipobromoso 1,59
Dióxido de Cloro 1,50
Ácido Hipocloroso 1,49
Cloro 1,36
Bromo 1,09
Iodo 0,54
 
De acordo com a Equação (1), tem-se que 1 mol de Fe+2 reage com 1 mol de H2O2, (sendo a relação de 34,01/55,85).
 
Apesar da maior velocidade de reação entre Fe2+ e H2O2, a utilização de Fe3+ é mais conveniente, pois neste estado de oxidação o ferro é mais abundante e tem menor custo.
 
A decomposição de H2O2 por Fe3+ gera a espécie reduzida Fe2+, que também reage com H2O2, e o radical hidroperoxila. O íon Fe2+ também pode ser reduzido por esse radical, gerando radicais OH- pela reação de Fenton.
 
(2) Fe3+H2O2 → FeOOH2+ + H+ 
      FeOOH2+ → Fe2+ + HO2• 
   
  Fe2+ + HO2• → Fe3+ + OH-
   
  Fe3+ + HO2• → Fe2+ + O2 + H+ 
     
 H2O2+ •OH → HO2• + H2O
     

Utilizando estes reagentes, muitas moléculas orgânicas podem ser facilmente oxidadas sem recorrer a altas pressões, altas temperaturas ou equipamentos complexos. 

Geração Radical Hidroxila

Fenton gera os radicais hidroxila (•OH) que possuem elevado potencial de oxi-redução (2,8 V), atacando indistintamente todas as espécies presentes no meio reacional possibilitando a obtenção de resultados almejados. A reação de Fenton é aquela cuja geração de radicais hidroxila é feita por decomposição e catalisada por íons Fe em meio ácido e pode ser vista nas equações acima. Em outras palavras, este radical é formado a partir da redução do oxigênio molecular, por 3 elétrons na reação de fenton catalisada por metais. Quando o H2O2 reage com íons de Fe, recebe mais um elétron formando o radical hidroxila. 

Atribuições Fenton

Com a reação Fenton não há a possibilidade de formação de compostos halogenados indesejáveis, durante o processo de pré-oxidação, fato que não ocorreria utilizando-se o cloro como agente oxidante. O processo Fenton pode mineralizar a maioria dos compostos orgânicos poluentes.

  • Genética Tecnologias Ambientais: Engenharia Ambiental, Energias Renováveis, Tecnologias Biológicas, Químicas e Analíticas - Início da reação
  • Genética Tecnologias Ambientais: Engenharia Ambiental, Energias Renováveis, Tecnologias Biológicas, Químicas e Analíticas - Oxidação acontecendo
  • Genética Tecnologias Ambientais: Engenharia Ambiental, Energias Renováveis, Tecnologias Biológicas, Químicas e Analíticas - Fim da reação

OXIGÊNIO NASCENTE - Reação oxidativa para redução de compostos orgânicos

Genética Tecnologias Ambientais: Engenharia Ambiental, Energias Renováveis, Tecnologias Biológicas, Químicas e Analíticas Novo Conteúdo 23 A Genética Group é pioneira no Brasil em colocar em prática esta interessante...

A Genética Group é pioneira no Brasil em colocar em prática esta interessante reação. Em alguns casos, os resultados obtidos são tão eficazes quanto a reação de Fenton.

 
Veja qual o mecanismo:

É uma espécie muito reativa de oxigênio, a qual está associada à ação de muitos oxidantes. O oxigênio nascente é representado da seguinte forma: [O]. É como um átomo de oxigênio livre no sistema que reage quimicamente, de modo a estabelecer ligações covalentes, nas quais pode compartilhar dois elétrons. Nesse processo, o [O] é formado em alguns sistemas onde há oxidantes fortes e oxida outras moléculas

Oxidante Potencial (V)
Flúor 3,03
Radical Hidroxila 2,80
Oxigênio Atômico 2,42
Ozônio 2,07
Peróxido de hidrogênio 1,77
Permanganato 1,67
Ácido Hipobromoso 1,59
Dióxido de Cloro 1,50
Ácido Hipocloroso 1,49
Cloro 1,36
Bromo 1,09
Iodo 0,54
 
H2O2 + NaClO  →  O2+ H2O + NaCl + hv
 
O peróxido de hidrogênio pode reagir diretamente com compostos orgânicos. Entretanto, a combinação de H2O2 com NaClO gera o radical O2•, um oxidante com maior potencial.
 
O hipoclorito de sódio e o peróxido de hidrogênio são substâncias, que quando colocadas em contato, promovem reação efervescente com grande liberação gasosa (formado a partir do intermediário oxigênio nascente), ocorrendo liberação de calor, pois a energia necessária para a síntese dos reagentes é maior que a energia dos produtos resultantes dessa reação (NaOCl + H2O2) são maiores que as energias dos produtos resultantes dessas reações químicas (NaCl + H20 + 02).
 
No hipoclorito, o átomo que sofre redução é o Cl (de +1, no ClO-, a -1, no Cl-). No peróxido de hidrogênio, o oxigênio vai de O2-2 a O-2 + O0 (oxigênio nascente, ou [O]) e esse [O] é o átomo que sofre redução, em geral a O-2, oxidando outros elementos.